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ATIVIDADE PRÁTICA DE QUEDA LIVRE FABIANO LISBOA BIFFI Centro Universitário Uninter Polo – Av. General Neto, 304. – CEP: 99020 - 050 – Passo Fundo – Rio Grande do Sul - Brasil e-mail: fabyn1313@hotmail.com Resumo: Este trabalho visa explicar o movimento de queda livre de dois corpos, partindo do repouso e desprezando a resistência do ar, está sujeito, apenas à gravidade, quando abandonamos um corpo de uma certa altura verificou-se que ao cair sua velocidade aumenta, após a realização de outros experimentos sobre a queda de corpos verifica-se de dois corpos com massas diferentes abandonados de uma mesma altura juntos , notasse que o mais pesado chega antes ao solo, mas se o experimento for refeito no vácuo, ambas alcançarão o chão ao mesmo tempo. Conclui-se então que o peso e tamanho são desprezíveis na queda, apenas a aceleração da gravidade e a resistência do ar interferem, portanto, o movimento resultante unicamente da aceleração provocada pela gravidade, é denominado queda livre. Palavras-chaves: Movimento de caída de um corpo que, atraído pelo campo gravitacional da Terra, apresenta uma aceleração uniforme e uma trajetória retilínea, 2 INTRODUÇÃO A queda livre é um corpo em movimento, que é abandonado de uma certa altura e cai em direção ao solo de forma acelerada, pelo efeito da gravidade. Ao realizar experiencias, pode se afirmar que a velocidade de um corpo pode sofre variações iguais e com intervalos de tempo iguais. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A) O que é o fenômeno de Queda-Livre? Explique. Queda livre o próprio nome já diz, é a queda de um objeto em velocidade até atingir o solo, graças a gravidade, o objeto que a gente praticamente o deixa cair até o solo. É como jogar uma bola pra cima até ele chegar a uma certa altura logo depois ele começará a cair em velocidade em Queda Livre até atingir o solo. B) Qual a relação do fenômeno com o MRUV? Explique. O MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado). É basicamente a força do peso do objeto que vai fazendo cair numa única força puxando esse objeto para o solo, como por exemplo um ser humano tem a massa de 100 kg, esse peso é a força que vai fazê-lo cair com mais velocidade até o solo, se ele variar de peso varia de velocidade do corpo chegar ao solo, essa força chamada de força peso basicamente está interligado com a Queda Livre por basicamente puxar o corpo ou objeto ao solo dependendo do seu peso. C) Quais as equações do MRUV que podem ser utilizadas para o estudo da Queda-Livre? D) Qual a aceleração gravitacional terrestre média próxima à superfície? Ela atua em qualquer ponto do universo essa força de gravidade faz os objetos caírem ao solo é essencial para a queda livre, essa força cada vez q se aproxima da superfície da terra ela vai ganhando velocidade de aproximadamente 9,8 m/s2, ou seja, a velocidade da queda vai aumentando 9,8 m/s em cada segundo. E) Explique o experimento de Galileu Galilei para estudo da Queda-Livre. Ele basicamente colocou uma pedra e uma pena num tubo de vidro de 1 metro, e fez a queda livre dos objetos, mas antes ele retirou todo o ar do tubo e lançou os objetos no tubo a vácuo que ele fez, e eles desceram os dois praticamente juntos, então foi chegada a conclusão de que todos os objetos caindo da mesma altura com pesos variados ou não, eles caem todos com a mesma velocidade dentro do vácuo. F) Resolva o seguinte problema como exemplo de aplicação das teorias no estudo da Queda Livre: Se a resistência do ar sobre as gotas de chuva pudesse ser desprezada, poderíamos considerar essas gotas objetos em queda livre. As nuvens Ninbustratus que dão origem às chuvas estão em alturas típicas de cerca de 2000 m de altura acima do solo. Qual a velocidade (em m/s) de uma gota ao atingir o solo, considerando essa gota um objeto em queda livre? PARTE 1 – EXPERIMENTO COM LABORATÓRIO VIRTUAL DA ALGETEC Depois o acesso ao Laboratório Virtual foi ligado os circuitos, conforme a instrução no modo aprendizado, dessa forma, a bancada ela foi toda preparada pra realizar a experiencia de queda-livre. Assim que foram ligados todos os circuitos dos eletros imãs, e configurado o posicionamento do sensor ajustado suas medidas, para cada tempo, de queda livre da Esfera. Foi acionada a chave liga/desliga do sensor, era coletado o tempo de cada experimento e anotado em cada tabela de acordo do o tamanho da esfera. ANÁLISE E RESULTADOS Depois de coletar os valores das esferas maior e menos na experiência, a serem todos preenchidos nas tabelas, foi utilizado as seguintes fórmulas abaixo. Para ter o tempo médio da esfera, em cada altura foi utilizada essa formula H=g.t²/2. E para o tempo médio², foi multiplicado pelo mesmo com a formula H= g.t²/2. Já a aceleração gravitacional, a formula utilizada para encontrar o valor foi a da g = Δy / médio² Utilizando a fórmula S = S0 + V0. t + a. t²/2. Foi encontrado a média da aceleração gravitacional. A fórmula V = g.t é onde nós chegamos ao valor da esfera quando atinge o solo. TABELA DE DADOS 1 ESFERA MENOR M= 7g Posição do sensor [mm] xy(mm) t1(s) t2(s) t3(s) t4(s) t5(s) tmédio (s) tmédio ² g (m/s²) v(m/s) 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 112 100 0,1416128 0,1415871 0,1415386 0,1415117 0,1415625 0,1415625 0,020039953 9980,06346 1412,803133 212 200 0,2021274 0,2021082 0,2021346 0,2020957 0,202119 0,202117 0,040851274 9791,616386 1979,051933 312 300 0,2471375 0,2472352 0,2471978 0,247223 0,2472957 0,2472178 0,06111666 9817,290342 2427,009313 412 400 0,2853121 0,2853381 0,2853739 0,2853174 0,2853265 0,2853336 0,081415263 9826,167326 2803,735697 512 500 0,3196165 0,3195609 0,319584 0,3195319 0,31958 0,3195747 0,102127963 9791,637545 3129,159239 TABELA DE DADOS 2 ESFERA MAIOR M= 57g Posição do sensor [mm] xy(mm) t1(s) t2(s) t3(s) t4(s) t5(s) tmédio (s) tmédio ² g (m/s²) v(m/s) 24 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 124 100 0,144803 0,14477614 0,1448485 0,1448342 0,1448096 0,1448143 0,020971178 9536,89868612 1381,079193 224 200 0,2017341 0,2018052 0,2017697 0,2018038 0,2017359 0,2017697 0,040711028 9825,34757412 1982,457825 324 300 0,2474115 0,2473716 0,24737 0,2473735 0,2473516 0,2473756 0,061194707 9804,76951050 2425,461133 424 400 0,2865156 0,286478 0,2864544 0,2864589 0,2864975 0,2864809 0,082071295 9747,62252557 2792,507479 524 500 0,3191752 0,3191452 0,3191499 0,319185 0,319183 0,3191677 0,101867995 9816,62590037 3133,149518 TRATAMENTO DE DADOS 31.Determine o valor do tempo médio em cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. Resposta = O resultado está informado na tabela 32.Determine o valor do tempo médio ao quadrado para cada posição do sensor, e preencha a Tabela de Dados. Resposta = O resultado está informado na tabela 33. Determine a aceleração gravitacional 𝑔 e preencha a Tabela de Dados. Utilize ∆𝑦 em metros para esse cálculo. Resposta = O resultado está informado na tabela 34. Determine o valor médio da aceleração gravitacional para a Queda-Livre de cada esfera (para a esfera de 7 g e depois para a esfera de 57 g). Esses valores são iguais? Explique. Resposta = ESFERA MENOR M=7g 9841,355012 Resposta = ESFERA MAIOR M=57g 9746,25283934 35. Determine o valor da velocidade com que a esfera atinge a posição do sensor em cada caso, e preencha a tabela de dados. Resposta = O resultado informado está na tabela 36.Construa o gráfico da Posição em função do Tempo médio (𝑦 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, quadrática, cúbica, etc.)? Figura 1 Figura 2 37.Construa o gráfico da função da Velocidade em função do Tempo médio (𝑣 × 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜) para a queda da esfera menor e para a queda da esfera maior. Qual o tipo de função caracteriza esse gráfico (Linear, quadrática,cúbica, etc.)? Figura 1 Figura 2 38.Compare os tempos de queda de ambas as esferas. Houve diferenças significativas? Explique. Resposta = A aceleração da gravidade é constante, e por isso não foi identificado uma diferença significativa. 39.Quais as principais características do MRUV que podem ser observadas no movimento de Queda-Livre? Resposta = O movimento vertical que ocorre com a aceleração constante, de um modo que a velocidade de queda pode aumenta a cada segundo, de acordo com a aceleração da gravidade. CONCLUSÃO Eu concluo que no ambiente virtual, foi demonstrado a forma que a Energia Mecânica, a Queda Livre nos ajudou a entender que, de forma pratica a transferência de energia produzida entre um corpo e que pode ser transferida entre outros corpos. Além de ter a energia cinética, ainda possui a potência e energia gravitacional, que pode ser medida pela força da gravidade no objeto lançado e também a velocidade e aceleração em que o mesmo cai no solo e também não podemos esquecer sobre os cálculos que nos fizeram chegar a tais velocidades muito pelo fato da massa de cada objeto, e também a correlação da força MRUV. REFERÊNCIA https://univirtus.uninter.com/ava/web/roa/ https://www.todamateria.com.br/queda-livre/ https://brasilescola.uol.com.br/fisica/queda-livre.htm https://wordpress.ft.unicamp.br/explora/queda-livre/ https://univirtus.uninter.com/ava/web/#/ava/roteiro-de-estudo/vQ7FrChWlCwpoVQaibD4Gg%3D%3D/4kiFPGZCYcv3QDHpYaHwxA%3D%3D https://www.edusp.com.br/livros/fisica-1/